JP5127864B2 - 電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、所要の出力電圧を得るのに必要な個数の単電池を配列して電気的に接続し、且つ機械的に連結して構成される電池モジュールを高い生産性で組み立てることができる製造方法に関するものである。

近年では、ＡＶ機器あるいはパソコンや携帯型通信機器などの電子機器のポータブル化やコードレス化が急速に促進されており、これらの電気機器の駆動電源として、信頼性が高く、且つメンテナンスが容易であることから、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池またはリチウムイオン二次電池などが使用されている。

一方、ハイブリッドタイプの電気自動車では、内燃機関と組み合わせることにより走行駆動源に用いられる電池駆動モータの電力源として、ニッケル水素蓄電池が用いられている。また、地震や台風などの災害による停電発生時のバックアップ用非常電源装置などの用途には、現在において鉛蓄電池が主に採用されているが、将来的には大容量で、且つ大電流放電が可能なニッケル水素蓄電池の実用化が要望されている。さらに、大容量を有するニッケル水素蓄電池には、無人通信基地局などの非常電源装置や、電車のパンタグラフ昇降用電源装置或いは電車の給電停止時に使用する照明点灯用バックアップ電源装置などの鉄道用電源装置の用途への採用も期待されている。

上述のような電源装置は、複数個の円筒形電池にある各々の異極の電源端子間を互いに接続して電池モジュールを構成し、その電池モジュールを所要の出力電圧を得るのに必要な個数だけ相互に接続して電池パックに組み立てられるのが一般的である。本件出願人は、振動や衝撃に対しても強い堅牢性を有する電池モジュールを先に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記電池モジュールは、円筒形電池の電池軸方向の長さとほぼ等しい厚みを有する直方体に、円筒形電池の直径とほぼ等しい一辺を有する平面視正方形の形状で厚み方向に貫通する電池収納部が、一列または複数列に形成されてなる合成樹脂製のホルダケースを有し、各電池収納部に個々に収納された各円筒形電池のうちの隣接する各２個の円筒形電池の異極間が平板状接続板によって相互に電気的接続された構成になっている。隣接する各２個の円筒形電池を相互に接続する電池間接続構造は、円筒形電池に、これの外周近傍箇所において軸方向外方に突出するリング状の接続電極部を形成し、平板状接続板を、隣接する各２個のうち一方の円筒形電池の接続電極部と他方の円筒形電池の底面とに架け渡して、接続板と接続電極部および電池ケースの底面との各々の接触箇所をそれぞれ溶接により接合した構成になっている。

この電池モジュールは、各円筒形電池を個々の電池収納部に収納することによって完全に電気絶縁した状態で保持できるから、絶縁リングや外装チューブが不要となってコストの低減と生産性の向上を図ることができ、各円筒形電池が、これらの外周の４箇所が電池収納部を形成する４つの隔壁に接した状態に固定されるから、振動や衝撃に対してもがたつくことなく確実に保持される顕著な効果を奏するものである。

また、従来の電池パックとしては、複数個の円筒形電池を一列に電気的、且つ機械的に直列接続して電池モジュールを構成し、上方が開口した直方形状箱形となった合成樹脂製ホルダケース内に、上記電池モジュールを複数列多段の並列配置で挿入して保持させ、ホルダケースにおける両端部に位置する各エンドプレートに電池モジュールの端子間を電気的に接続するバスバーを設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。上記ホルダケースは、全体の外形が細長い円柱状となった電池モジュールを挿入するための円形の貫通孔が両端壁に電池モジュールの収納数だけ形成されているとともに、電池モジュールを安定に保持するための中間壁が両端壁間に平行に設けられており、この中間壁にも円形の貫通孔が両端壁と同数だけ開口されている。各電池モジュールは、両端壁と中間壁の各貫通孔に挿入してホルダケースの定位置に保持されている。

この電池パックは、電池モジュールの支持強度および剛性を格段に向上させることができるとともに、ボルトなどの締結作業のみで電池モジュールをバスバーに結合できる結果、電池モジュールをホルダケースに組み込む作業が簡単容易となる効果が得られる。

特開２００３−１６２９９３号公報 特開平１０−２７０００６号公報

しかしながら、上記従来の電池モジュールにおいては、１つの電池モジュール内に収納される電池の個数が予め決められていることから、使用者や用途ごとに異なる形状の電池モジュールが要望された場合には、その形状に合わせた構成の電池モジュールを新たに設計・製造する必要があることから、要望にタイムリーに答えることができないという問題点を有していた。その他にも、さらなる改良を要する課題が未だ残存している。すなわち、上記電池モジュールは、各円筒形電池が収納されている電池収納部の四隅に形成される、円筒形電池と電池収納部の隔壁との間の空隙を、電池収納部の両端開口を施蓋する蓋部材の放熱用孔を介し外部に連通することにより、放熱用通路を確保しており、この放熱用通路を流通する風によって各円筒形電池の冷却効果を得るようになっているので、比較的多数個の円筒形電池に対する冷却効果が不十分である。

ところで、近い将来には、１００Ａｈ程度の大容量および１．６Ｋｇ程度の比較的大きな重量を有するニッケル水素蓄電池のような大型の円筒形電池の実用化が期待されている。ところが、従来の電池モジュールでは、その構成上、上述した大型の円筒形電池を適用して実用化するのが極めて困難であると思われる。何故ならば、上記電池モジュールは、ホルダケースの全ての電池収納部に円筒形電池を個々に挿入する工程および電池収納部に収納された円筒形電池のうちの隣接する各２個をそれぞれ接続板の両端部の溶接により相互接続する溶接工程を経て製作されるから、このような工程を経て大型の円筒形電池を組み込む場合には、作業性が悪くなって生産性の著しい低下を来すことが予想される。また、各円筒形電池は、ホルダケースの厚み方向の両端開口を閉塞する一対の蓋部材によって電池収納部内に閉じ込めた状態で電池軸方向に妄りに動かないように固定されているので、大型の円筒形電池を用いる場合には、これらを確実に保持するための堅牢性が不十分となり、振動や衝撃を受けた際の強度が問題となる。

また、上記電池モジュールでは、ホルダケースの全ての各電池収納部に円筒形電池を収納したのちに、隣接する各２個の円筒形電池を、これらに架け渡すように配置した接続板の両端部分を一方の円筒形電池の正極および他方の円筒形電池の負極端子に溶接して順次接合することにより相互に電気的接続する工程を経て製作されるが、この溶接工程において何れか１個の円筒形電池への接合に失敗すると、ホルダケースに収納済みの全ての円筒形電池を交換しなければならない。さらに、この電池モジュールでは、全ての円筒形電池がこれらの電極端子に溶接された接続板を介して電気的接続された構成になっているから、メンテナンス時などにおいて一部の円筒形電池に消耗や劣化が認められた場合に、電池モジュール全体を交換しなければならず、ランニングコストが高くつく。

一方、上記電池パックを構成する電池モジュールは、一列に電気的、且つ機械的に直列接続した所要個数の円筒形電池の全体を電気絶縁性および熱収縮性を有する樹脂製の外装チューブで被覆した構成を有して、例えば、横３列で、且つ縦７列の並列配置でホルダケース内に保持されるようになっており、これら各電池モジュールは、ホルダケースの空気導入口から空気導出口に向けて空気流を流動させる冷却構造によって冷却されるようになっている。この冷却構造は、冷却調整フィンプレートのプレート本体から両方向に突出する冷却調整フィンによって空気流の流れ方向および流速を調整するよう構成されている。したがって、上記電池パックでは、各電池モジュールに対する冷却効果が十分であるが、極めて複雑な構成の冷却構造を備えていることから、相当のコスト高となる。

また、この電池パックは、所定個数の円筒形電池を電池軸方向に一列配置で電気的に直列接続してなる細長い円柱状の電池モジュールを、ホルダケースの両側端壁および冷却フィンプレートの各々に形成された挿通孔にそれぞれ挿通して保持する構成になっている。したがって、この電池パックは、上述した大型の円筒形電池を用いて構成する用途には小型の電池に比べ熱を多く発生することにより到底採用することができない。さらに、構成要素の電池モジュールは、溶接により直列接続された複数個の円筒形電池の外周面全体が外装チューブで被覆されているから、メンテナンス時などにおいて一部の円筒形電池に消耗や劣化が認められた場合に、やはり電池モジュール全体を交換しなければならず、ランニングコストが高くつく。

そこで本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、大型の電池であっても高い生産性で容易に製造でき、十分な放熱効果と堅牢性とを備え、さらに、消耗や劣化した円筒形電池のみを簡単に交換できる構成を有する電池モジュールを効率良く確実に組み立てることができる製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の電池モジュールの製造方法は、上辺にのみ所定個数の半円弧状保持受け部が形成された一方の外枠部２つを所定間隔隔てて配置し、これら２つの一方の外枠部の保持受け部上に円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分を嵌め込んで所定個数の円筒形電池を並置する工程と、上辺および下辺に所定個数の半円弧状保持受け部が形成された内枠部２つを、下辺側の保持受け部に前記円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分をそれぞれ嵌め込ませた状態で前記２つの一方の外枠部に当接させる工程と、隣接する各２個の円筒形電池を電池間接続板で電気的に接続する工程と、前記円筒形電池の一端側および他端側において前記２つの一方の外枠部と前記２つの内枠部とを固定ねじによりそれぞれ結合する工程と、前記２つの内枠部の上辺側の保持受け部上に円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分を嵌め込んで所定個数の円筒形電池を並置する工程と、下辺にのみ所定個数の半円弧状保持受け部が形成された他方の外枠部２つを、これら保持受け部に前記内枠部上の円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分をそれぞれ嵌め込ませた状態で前記２つの内枠部に当接させる工程と、前記内枠部と他方の外枠部との間で隣接する各２個の円筒形電池を電池間接続板で電気的に接続する工程と、前記円筒形電池の一端側および他端側において前記２つの他方の外枠部と前記２つの内枠部とを固定ねじによりそれぞれ結合する工程とを有するものであり、この製造方法により、複数の円筒形電池が円筒形電池の軸方向の一端側と他端側とに配設された１対の保持枠によりそれぞれ狭持された電池モジュールが構成される。

この製造方法によれば、大型の円筒形電池を用いて構成する場合であっても、これら各円筒形電池の電池軸方向の両端部を、円筒形電池の外周面の形状に対応した形状の保持受け部にて容易、且つ極めて能率的に固定して、本発明の電池モジュールを高い生産性で製造することができる。

なお、組立工程に先立って、前記２つの一方の外枠部を所定間隔隔てて組立用基台状に配置してねじ結合により仮固定し、電池モジュールの組立完了後に前記組立用基台を取り外すようにすると、大型の円筒形電池であっても、これら円筒形電池の２つの保持枠への組み込みを組立用基台上で確実な位置決めによって安定し、且つ確実に行うことができる。

また、一方の外枠部に内枠部を被せる状態に当接させたのち、前記内枠部における相対向する各２つの保持受け部の各々の中央部間を貫通する各円筒形電池用固定孔に、この円筒形電池用固定孔の長さ寸法よりも長い形状を有する固定用ゴム栓をそれぞれ挿入して、この固定用ゴム栓の先端を前記円筒形電池の外面に当接させて前記円筒形電池を回り止めし、前記内枠部と２つの外枠部とをねじ結合により一体化して保持枠を形成して、前記固定用ゴム栓を、これの両端側の円筒形電池にある各々の外面でそれぞれ押圧させて前記円筒形電池用固定孔内で圧縮するようにすると、隣接する各２個の円筒形電池にある各々の電池間接続板を位置決めした状態を固定用栓部材によって保持できるので、電池間接続板をねじ結合する作業性がより一層向上し、しかも、固定用栓部材を確実に圧縮させてその弾性復元力で相対向する２つの円筒形電池の外面に当接させることができるので、耐振動性および耐衝撃性に優れた構造とすることができる。

さらには、各円筒形電池の正側電極端子および負側電極端子に、一対の電池間接続板を、この電池間接続板の接続部が互いに反対方向に突出する配置または前記接続部が互いに直交方向に突出する配置で各々の溶接部を溶接して予め固着しておき、保持枠に前記円筒形電池を取り付けたのちに、互いに隣接する各２個の円筒形電池から互いに近接位置にある方向に突出している２枚の電池間接続板の接続部を重ね合わせてねじ結合して、隣接する各２個の円筒形電池を互いに電気的接続するようにすると、保持枠に設置したのちの各円筒形電池を、これらに予め固着してある電池間接続板をねじ結合により相互に電気的接続し、且つ機械的に連結できるから、従来の電池モジュールのようにホルダケースなどに組み込んだ円筒形電池を電気的接続するための溶接工程が不要となり、この溶接工程の削減により、大型の円筒形電池を構成要素とした場合にも容易、且つ能率的に相互接続して組み立てることが可能となる。

本発明によれば、電池の軸方向両端部を除く部分が保持枠にて保持されて残りの部分が外部に露出されているので、格段に高い放熱効果を得ることができ、また、大型の電池であっても、これを保持枠の所定箇所に容易に組み込むことができ、しかも、保持枠を構成する各枠部が着脱自在に連結された構成であることから、容易に分解して消耗または劣化した電池のみを取り替えることが可能である。

本発明の一実施の形態に係る電池モジュールの外観イメージを示す概略斜視図。 同上の電池モジュールにおける隣接する各２個の円筒形電池を相互に電気的接続するための電池間接続板を示す斜視図。 （ａ）は同上の電池間接続板を用いて隣接する２個の円筒形電池を互いに接続した電池間接続構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した拡大断面図。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ同上の電池モジュールの構成に先立って予め実施される、円筒形電池への電池間接続板の取付形態を示す斜視図。 同上の電池モジュールにおける全ての円筒形電池の接続状態のみを示した正面図。 同上の電池モジュールの組立手順を説明するための概略分解正面図。 同上の電池モジュールにおける保持枠のみを電池モジュールの外方側から見た斜視図。 同上の保持枠を電池モジュールの内方側から見た斜視図。 同上の保持枠の一部破断した斜視図。 同上の電池モジュールの正面図。 同上の電池モジュールの平面図。 本発明の他の例における保持枠の構成を示す平面図。 （ａ）は同上の保持枠において内枠部を１つ用いた構成を示す平面図、（ｂ）は内枠部を２つ用いた構成を示す平面図。 本発明の保持枠を結合する一例を示した図。 本発明の保持枠を結合する別の例を示した図。 多角状の保持受け部が設けられた外枠部の構成を示す平面図。 円弧部と直角部との組合せからなる保持受け部が設けられた外枠部の構成を示す平面図。 切欠きを有する保持受け部が設けられた外枠部の構成を示す平面図。 段差状の保持受け部が設けられた外枠部の構成を示す平面図。 空孔部と通風路を備えた保持受け部が設けられた外枠部の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部の拡大図。 櫛歯状の保持受け部が設けられた外枠部の構成を示す平面図。 多数の突起を保持受け部に備えた外枠部の構成を示す要部拡大図。 本発明の別の例における保持枠の構成を示す平面図。 本発明の更に別の例における外枠部の構成を示す平面図。 （ａ）は同上の外枠部と、平板状の外枠部とを用いた保持枠の構成を示す平面図、（ｂ）は同上の外枠部と、平板状の外枠部と、保持受け部の両端部が単電池のほぼ外周寸法まで延出した形状の内枠部とを用いた保持枠の構成を示す平面図。 同上の外枠部および／または内枠部の保持受け部に、単電池を固定するための固定部を設けた構成を示す平面図。

以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る電池モジュール１の外観イメージを示す概略斜視図である。この電池モジュール１は、１０個の円筒形電池２を、電池軸方向に沿って平行な配置で５個並置してなる電池列を上下２段に配して、この計１０個の円筒形電池２の電池軸方向の両端部をそれぞれ保持枠３で固定して保持した構成になっている。また、この電池モジュール１は、１０個の円筒形電池２が各々の両端部を除く外面が外部に露出された状態で接続されているので、従来の電池収納部に個々に円筒形電池を収納したりする構成と比較して格段に放熱効果の高いものとなる。

また、この実施形態では、円筒形電池２として、１００Ａｈ程度の大容量および１．６Ｋｇ程度の比較的大きな重量を有するニッケル水素蓄電池のような大型の円筒形電池２を用いる場合を例示してあり、この電池モジュール１は、上述のような大型の円筒形電池２であっても、高い生産性で効率的に組み立てることが可能であり、しかも、十分な堅牢性を有する構成とすることができる。これについての詳細は後述する。

図１の前後に位置する一対の保持枠３は、内枠部４とこれの上下に配した第１および第２の外枠部７，８とを互いに組み合わせて着脱自在に固定することにより、全体として矩形の外形を有する直方体に一体化されている。内枠部４と第１および第２の外枠部７，８は何れも合成樹脂による一体成形品であるが、放熱性を考慮したアルミニウム製による一体成形品でもよく、また、前後に配置される一対の保持枠３は、共に同一のものである。但し、この一対の保持枠３は、互いに逆方向を向き、且つ上下位置を反転させた相対位置で互いに平行に配置されている。電池列方向において隣接する各２個の円筒形電池２は、各々に固着した電池間接続板９の一部を重ね合わせた状態でボルト１０とナット（図示せず）との螺合締結により連結することにより、互いに電気的接続されている。図１に示す電池モジュール１は、１０個の円筒形電池２を保持する構成の一例であるが、このように本発明の保持枠３を用いれば、１０個の円筒形電池２を保持するための専用の保持枠を作製する必要がなく、第１の外枠部７と、第２の外枠部８と、内枠部４とを自由に組み合わせることにより、使用者や用途ごとに異なる様々な形状に合わせた電池モジュールを構成することができ、様々な要望にタイムリーに答えることができる、非常に汎用性に優れた効果が得られる。つぎに、この電池モジュール１の詳細について、以下に順次説明する。

図２は、上記電池間接続板９を示す斜視図であり、この電池間接続板９は、同一形状のものを一種類備えているだけである。すなわち、全ての隣接する各２個の円筒形電池２は同一の電池間接続板９によって相互に電気的接続されている。この電池間接続板９は、後述の電池ケースに溶接手段で固着される溶接部１１と、この溶接部１１から延出した接続部１２とが、段差部１３を介して一体に連接された形状を有しており、溶接部１１が接続部１２に対し段差部１３だけ凹んだ凹所になっている。

図３（ａ）は、上記電池間接続板９を用いて隣接する各２個の円筒形電池２を互いに電気的接続し、且つ機械的に連結した電池間接続構造を示す斜視図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した拡大断面図をそれぞれ示し、上記電池間接続板９の形状について、図３を参照しながら補足説明する。上記溶接部１１は、円筒形電池２の電池ケース１４における円形の端面内に包含される半円弧状の形状を有している。具体的には、円筒形電池２の円形状をした電極端子板１７の周端面よりも僅かに大きな曲率半径を有する半円形の内周部１１ａと、電池ケース１４における開口端側の円形のかしめ部１８の内周面に対応した曲率半径を有する半円形の外周部１１ｂとで囲まれた半円弧状の形状を有している。この溶接部１１には、スポット溶接用のプロジェクション１９が複数（この実施の形態において４個）設けられているとともに、隣接する各２個のプロジェクション１９にある各間の部位にスリット２０が形成されている。

上記接続部１２は、一対の側辺１２ａ，１２ｂとこの側辺１２ａ，１２ｂに直交する端辺１２ｃとを有するほぼ矩形状に形成されており、一対の側辺１２ａ，１２ｂは、溶接部１１の両端部間の距離よりも大きく、且つ電池ケース１４の直径よりも僅かに小さい間隔で溶接部１１から互いに平行に延出されている。この接続部１２には、端辺１２ｃの中央部から両側辺１２ａ，１２ｂに平行に延びるスリット２１が形成されているとともに、端辺１２ｃの両端部近傍部位に一対の連結用孔２２が形成されている。なお、接続部１２には、図２に示すように、その下面側に一対のナット２３が連結用孔２２に合致した位置決め配置で予め溶接により固着される場合もある。

上記段差部１３は、溶接部１１の半円形の外面部１１ｂから立ち上がった平面視半円弧状であって、接続部１２側の外側面が、電池ケース１４の開口端部のかしめ部１８における内側周面に合致した曲率半径の半円弧状に形成され、且つ円筒形電池２の封口板２４からかしめ部１８の軸方向端部までの距離よりも僅かに大きな高さを有している。溶接部１１と接続部１２とが段差部１３を介して一体に連接された形状を有する電池間接続板９は、鉄または銅の少なくとも片面にニッケルを表面加工した素材、或いはニッケル、鉄、銅を素材として一体形成されて、低い電気抵抗に設定されている。

なお、この実施形態の電池モジュール１の接続対象となる円筒形電池２は、上述したように大容量で大型のニッケル水素蓄電池であり、つぎに、この円筒形電池２の概略構成について、図３（ｂ）を参照しながら説明する。この円筒形電池２は、負極を兼ねる有底円筒状の電池ケース１４の一端開口部が封口体３２により閉塞されており、この封口体３２は、封口板２４、この封口板２４の外面に接合された電極端子板１７、この電極端子板１７の中央部に固着された断面Ｕ字形状のキャップ状正極端子２９、このキャップ状正極端子２９と電極端子板１７との間の空間内に配置されたゴム弁体３０および絶縁ガスケット３１により構成されている。

上記封口板２４の周縁部と電池ケース１４の開口端部とは、これらの間に絶縁ガスケット３１を介在した状態で電池ケース１４の開口端部に内方に縮径するかしめ加工を施してかしめ部１８を形成することにより、このかしめ部１８により圧縮された絶縁ガスケット３１を介して相互に気密状態に密着固定されている。電池間接続板９は、かしめ部１８に被せる状態に取り付けられた絶縁リング２７の存在により、電池ケース１４と封口板２４とを電気的に短絡するおそれがない。上記電池間接続板９は、溶接部１１が電池ケース１４における円形の端面内に包含される半円弧状の形状を有していることから、円筒形電池２における正極端子であるキャップ状正極端子２９が接合された封口板２４および負極端子となる電池ケース１４の底面２８の双方に共通に取り付けることができる。

電池間接続板９を、円筒形電池２の封口板２４に溶接部１１を溶接して取り付けるに際しては、溶接部１１を円筒形電池２の封口板２４上に載置して、段差部１３の外側面を絶縁リング２７の内側周面に宛がうと、段差部１３の外側面が絶縁リング２７の内側周面にほぼ合致した曲率半径の半円弧状に形成されていることから、段差部１３の外側面が絶縁リング２７の内側周面に対しほぼ嵌合する状態に密着して位置決めされるので、電池間接続板９を安定に保持した状態で溶接部１１を封口板２４に溶接することができる。そのため、互いに溶接された溶接部１１と封口板２４との間には、常にばらつくことなく高い溶接強度を有する堅牢性の高い接合状態を得ることができる。

上記溶接に際しては、溶接部１１における一対のプロジェクション１９に対応する部位に溶接電極をそれぞれ当接させて、プロジェクション溶接が行われる。それにより、溶接電流は、接触面積が小さいことから接触抵抗が大きいプロジェクション１９と封口板２４との接触部分に局部的に集中して流れ、それによる発熱によりプロジェクション１９が溶融して、溶接部１１と封口板２４とが相互に接合される。このとき、溶接部１１のスリット２０は、プロジェクション溶接時の無効電流を低減するとともに、封口板２４と溶接部１１との歪みを、スリット２０の存在によって容易に変形させて吸収できるから、確実な溶接を行うことができる。

一方、電池間接続板９を円筒形電池２の電池ケース１４の底面２８に溶接して取り付けるに際しては、溶接部１１を円筒形電池２における電池ケース１４の底面２８に宛がって、溶接部１１における一対のプロジェクション１９に対応する部位に溶接電極をそれぞれ当接させた状態でプロジェクション溶接が行われる。それにより、溶接電流は、接触面積が小さいことから接触抵抗が大きいプロジェクション１９と底面２８との接触部分に局部的に集中して流れ、それによる発熱によりプロジェクション１９が溶融して、溶接部１１と底面２８とが相互に接合される。このとき、溶接部１１のスリット２０は、プロジェクション溶接時の無効電流を低減するとともに、溶接部１１と底面２８とで互いに異なる歪みを、スリット２０の存在によって容易に変形させて吸収できるから、確実な溶接を行うことができる。

そして、図３に示すように、２個の円筒形電池２を電池軸方向に沿って平行に配置してこれらを径方向に電気的に直列接続する場合には、２枚の電池間接続板９における電池ケース１４の開口端側および底面２８からそれぞれ径方向外方に突出している各接続部１２を、互いに反対方向を向く配置で重ね合わせて、図示のボルト１０が挿通される各々の一対の連結用孔（図示せず）を合致させた相対配置に位置決めし、重ね合わせ状態の各２つの連結用孔の一方側から挿通したボルト１０を他方側のナット２３に螺合締結することにより、上記２枚の電池間接続板９が相互に電気的接続状態に連結される。この接続時には、双方の電池間電極板９の互いに異なる歪みを各々のスリット２１の存在により容易に変形させて吸収できるから、確実な締結を行うことができる。なお、この電池間接続構造は、同一の電池間接続板９を電池ケース１４の正極側の封口板２４および底面２８の何れにも共通に取り付けられるが、電池ケース１４の底面２８への取付用の電池間接続板９の一面にナット２３を連結用孔に合致した配置で予め溶接により固着しておけば、上記連結作業を一層容易、且つ迅速に行うことができる。

図１の電池モジュール１を構成するための各円筒形電池２には、製造に先立って、図４（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すような取り付け形態に電池間接続板９が予め溶接により取り付けられる。図１に示すように１０個の円筒形電池２を直列接続した電池モジュール１を構成する場合、その１０個のうち８個の円筒形電池２には、図４（ａ）に示すように、一対の電池間接続板９がこれらの接続部１２が互いに反対方向に向け突出する配置で電池ケース１４の正極側の封口板２４および底面２８にそれぞれ溶接により予め接合される。残りの２個の円筒形電池２には、図４（ｂ）に実線および２点鎖線でそれぞれ示すように、一対の電池間接続板９がこれらの接続部１２が異なる直交方向に向けそれぞれ突出する２種の配置で電池ケース１４の正極側の封口板２４および底面２８にそれぞれ溶接により予め接合される。なお、この実施の形態において、電池ケース１４の底面２８つまり負極端子に接続される電池間接続板９には、ナット２３が連結用孔２２に合致した配置で予め溶接により固着される。

図５は、図１の電池モジュール１における１０個の円筒形電池２の接続状態のみを示したものである。同図の左端上下にある２個の円筒形電池２Ａ，２Ｂを除く８個の円筒形電池２は、何れも一対の電池間接続板９が図４（ａ）の配置で予め固着されて、図の手前側および後方側においてそれぞれ隣接する各２個の円筒形電池２に対し図３で説明した電池間接続構造で互いに電気的接続されている。左端上部の円筒形電池２Ａは一対の電池間接続板９が図４（ｂ）に２点鎖線で示す配置に予め固着されているとともに、左端下部の円筒形電池２Ｂは一対の電池間接続板９が図４（ｂ）に実線で示す配置に予め固着されており、この左端上下の円筒形電池２Ａ，２Ｂは、図の後方側において各々の電池間接続板９を介し互いに電気的接続されている。これにより、１０個の円筒形電池２，２Ａ、２Ｂは直列接続されており、この直列接続の両端部に位置する図の右端上下の円筒形電池２には、各々の図の手前側に固着された電池間接続板９の接続部１２に外部接続用端子板３３がボルト１０により取り付けられている。外部接続用端子板３３には端子ねじ３４が設けられている。

つぎに、図１の電池モジュール１の組立工程について説明する。図６は、電池モジュール１の組立手順を説明するための概略分解正面図であり、同図では、図１の電池モジュール１を上下反転した状態、つまり図１の状態から円筒形電池２の鉛直軸回りに回転して左右が相互に入れ代わる配置で組み立てる場合を例示してある。また、内枠部４と第１および第２外枠部７，８とからなる保持枠３は、同一のものを図６の前後位置に配して組み立てられる。但し、後方側の保持枠３は、図示の手前側の保持枠３を左右方向の水平軸回りに回転させて上下反転させることにより手前側の保持枠３に対し向きが反対となる配置で設けられる。

先ず、組立用基台３７における図の手前側に第１の外枠部７を、且つ図の後方側に第２の外枠部８をそれぞれ載置して、これら外枠部７，８に設けられた各３個のねじ孔７ａ，８ａを組立用基台３７の取付孔３７ａに合致するよう位置決めしたのち、ボルト３８を各取付孔３７ａに挿通させてねじ孔７ａ，８ａに螺合する。これにより、組立用基台３７の手前側および後方側には、第１の外枠部７および第２の外枠部８が所定の相対配置、つまり所定の間隔で平行に対置する位置決め状態で仮固定される。

つぎに、組立用基台３７上の前後位置に仮固定された第１および第２の外枠部７，８にある各々の上辺にそれぞれ５個ずつ切欠き状に形成された半円弧状の保持受け部７ｂ，８ｂに、円筒形電池２，２Ａの電池軸方向の両端部を上方から落とし込む状態で嵌め入れる。このとき、５個の円筒形電池２，２Ａは、図５の図示状態から左右方向の軸回りに回転させて上下反転させた配置で嵌め込む。これにより、５個の円筒形電池２，２Ａは、手前側の第１の外枠部７にある保持受け部７ｂおよび後方側の第２の外枠部８にある保持受け部８ｂに架け渡す状態で各電池軸方向の両端部の半部が嵌まり込んで支持される。上記保持受け部７ｂ，８ｂは、円筒形電池２，２Ａの外形に対応した曲率半径を有する半円弧状に形成されており、円筒形電池２，２Ａの両端部の半部が保持受け部７ｂ，８ｂに嵌合状態に保持される。

つぎに、前後の第１および第２の外枠部７，８上にそれぞれ内枠部４を被せて、内枠部４の下方の一辺側に切欠き状に形成されている半円弧状の保持受け部４ａ内に各円筒形電池２，２Ａの半部を嵌まり込ませる。この保持受け部４ａは、円筒形電池２，２Ａの外形に対応した曲率半径を有する半円弧状に形成されており、内枠部４の両端部の外端面４ｂおよびこれの内方の内端面４ｃは、第１および第２の外枠部７，８の両端部にある外端面７ｃ，８ｃおよびこれの内方の内端面７ｄ，８ｄにそれぞれ当接する。したがって、５個の円筒形電池２，２Ａは、第１および第２の外枠部７，８の保持受け部７ｂ，８ｂと内枠部４の保持受け部４ａとで電池軸方向の両端部の外周面全周を上下から挟み込む状態に保持される。

続いて、内枠部４と第１および第２の外枠部７，８とにより電池軸方向の両端部が保持されている５個の円筒形電池２，２Ａを、これらの隣接する各２個にそれぞれ固着されている電池間接続板９における接続部１２の連結用孔２２が互いに合致するように位置決めする。この位置決め状態において、前後の内枠部４における保持受け部４ａの中央部に貫通する５個の円筒形電池用固定孔４ｄにそれぞれ固定用ゴム栓４０を矢印で示すように上方から挿入する。この各固定用ゴム栓４０は、これの下端が円筒形電池２，２Ａの外面に当接している。なお、固定用ゴム栓４０は、円筒形電池用固定孔４ｄよりも僅かに長い寸法を有しており、挿入状態において円筒形電池用固定孔４ｄの図の上端開口から僅かに突出している。

上述のように５個の円筒形電池２，２Ａが、隣接する各２個の円筒形電池２，２Ａの電池間接続板９における接続部１２を重ね合わされた状態で連結用孔２２を介してボルト１０とナット２３の螺合締結により相互に接続する。これにより、下段５個の円筒形電池２，２Ａは直列接続されて第１の電池列を構成する。但し、図６の右端にある円筒形電池２Ａの後方側に固着された電池間接続板９は、これの接続部１２が上方に突出した配置で設けられており、この時点では他の電池間接続板９に接続されない。各２枚の電池間接続板９の連結に際しては、重ね合わされた２つの接続部１２のうち円筒形電池２，２Ａ寄り、つまり内方側の接続部１２にナット２３が連結用孔２２に合致する配置で予め固定されているので、ボルト１０を、重ね合わされた状態の２つの連結用孔２２に挿通させてナット２３に螺合するだけでよく、容易な作業で迅速に行える。

さらに、前後４本ずつの固定ねじ３９を、組立用基台３７の前後の各挿通孔３７ｂから手前側の第１の外枠部７にある挿通孔７ｅ並びに後方側の第２の外枠部８にある挿通孔８ｅを介して内枠部４の下方側の各ねじ孔４ｅにそれぞれ螺合締結して、手前側の第１の外枠部７と内枠部４および後方側の第２の外枠部８と内枠部４をそれぞれ相互に連結する。これにより、５個の円筒形電池２，２Ａは、一体化された内枠部４と第１の外枠部７および第２の外枠部８とにより電池軸方向の両端部がそれぞれ強固に固定される。換言すると、５個の円筒形電池２，２Ａの両端部は、第１および第２の外枠部７，８の保持受け部７ｂ，８ｂと内枠部４の保持受け部４ａとがそれぞれ合体して形成された保持孔内に隙間無く貫通した状態で保持される。

続いて、前後の各内枠部４の上方の他辺側に形成されている半円弧状の保持受け部４ａに、上段５個の円筒形電池２，２Ｂを、図５の図示状態から左右方向の水平軸回りに回転させて上下反転させた配置で嵌め込む。上記内枠部４の保持受け部４ａは、円筒形電池２，２Ａの外形に対応した曲率半径を有する半円弧状に形成されている。そのため、５個の円筒形電池２，２Ｂは、各々の電池軸方向の両端部が手前側および後方側の内枠部４の保持受け部４ａに殆ど隙間無く嵌まり込んで、前後の保持受け部４ａに架け渡される。

つぎに、前後の内枠部４上に第２および第１の外枠部８，７をそれぞれ被せ、第２および第１の外枠部８，７に形成されている半円弧状の保持受け部８ｂ，７ｂ内に各円筒形電池２，２Ａの上半部を嵌まり込ませる。この保持受け部８ｂ，７ｂも円筒形電池２，２Ｂの外形に対応した曲率半径を有する半円弧状に形成されており、第２および第１の外枠部８，７にある両端部の外端面８ｃ，７ｃおよびこれの内方の内端面８ｄ，７ｄは内枠部４の両端部の外端面４ｂおよびこれの内方の内端面４ｃにそれぞれ当接する。したがって、５個の円筒形電池２，２Ｂは、第２および第１の外枠部８，７の保持受け部８ｂ，７ｂと内枠部４の保持受け部４ａとにより電池軸方向の両端部の外周面全周が上下から殆ど隙間無く挟み込む状態に保持される。

続いて、上段５個の円筒形電池２，２Ｂを、これらの電池列方向において隣接する各２個にそれぞれ固着されている電池間接続板９における接続部１２の連結用孔２２が互いに合致するように位置決めする。この位置決め後の各円筒形電池２，２Ｂは、内枠部４の各円筒形電池用固定孔４ｄの上端開口から僅かに突出している固定用ゴム栓４０が自体の外面に当接していることにより、回り止めされて、電池間接続板９における接続部１２の連結用孔２２が互いに合致した位置決め状態に保持される。

上述のように上段５個の円筒形電池２，２Ｂが回り止めされた保持状態において、電池列方向において隣接する各２個の円筒形電池２，２Ｂの電池間接続板９にある各々の接続部１２を連通孔２２に通したボルト１０とナット２３の螺合締結により相互に接続するとともに、右端の円筒形電池２Ｂとこれの下方の円筒形電池２Ａとの各々の接続部１２をボルト１０とナット２３との螺合締結により相互に接続する。これにより、１０個の円筒形電池２，２Ａ，２Ｂは全て直列接続される。上記各２枚の電池間接続板９の連結に際しては、重ね合わされた２つの接続部１２のうち円筒形電池２，２Ａ寄りの接続部１２にナット２３が連結用孔２２に合致する配置で予め固定されているので、ボルト１０を、重ね合わせ状態の２つの連結用孔２２に挿通させてナット２３に螺合するだけでよく、容易な作業で迅速に行える。

最後に、下方に図示したと同様の固定ねじ３９を、手前側の第２の外枠部８にある挿通孔８ｅ並びに後方側の第１の外枠部７にある挿通孔７ｅを介し内枠部４の上方側のねじ孔４ｆにそれぞれ螺合締結して、手前側の第２の外枠部８と内枠部４および後方側の第１の外枠部７と内枠部４をそれぞれ相互に連結する。これにより、上段５個の円筒形電池２，２Ｂは、一体化された内枠部４と第２の外枠部８および第１の外枠部７とにより電池軸方向の両端部がそれぞれ強固に保持されて、第２の電池列が形成され、図１の電池モジュール１の組み立てが完了する。

この組立完了後の電池モジュール１では、上下の固定ねじ３９の締結により、５個の固定用ゴム栓４０が、上下から円筒形電池２，２Ａ，２Ｂの押圧力を受けて圧縮状態で円筒形電池用固定孔４ｄ内に押し込められ、その復元力で上下の円筒形電池２，２Ａ，２Ｂに圧接して円筒形電池２，２Ａ，２Ｂをがたつくことなく保持するように機能する。最後に、ボルト３８を抜脱して組立用基台３７を取り外す。

この実施形態の電池モジュール１は、上述のような工程を経て組み立てることにより、上記した１．６ｋｇ程度の比較的大きな重量を有する円筒形電池２を単電池として用いる場合であっても、容易、且つ能率的に組み立てることができる。すなわち、保持枠３は、内枠部４と第１および第２の外枠部７，８とに３分割された構成になっているから、全ての円筒形電池２を各枠部４，７，８の保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂ内に個々に上方から落とし込む状態で挿入して組み込むことができる。したがって、従来の電池モジュールのように各円筒形電池を個々に電池収納部に挿入したり複数個の円筒形電池２を電池軸方向に電気的に直列接続した電池列を貫通孔に挿通したりする工程を要するものとは異なり、大型の円筒形電池２であっても、これを保持枠３の所定箇所に容易に組み込んで保持することができる。

また、保持枠３に設置したのちの各円筒形電池２は、これらに予め固着してある電池間接続板９をボルト１０とナット２３の螺合締結によって相互に電気的接続し、且つ機械的に連結できる。そのため、従来の電池モジュールのようにホルダケースなどに組み込んだ円筒形電池２を電気的接続するための溶接工程が不要となり、この溶接工程の削減により、大型の円筒形電池２を構成要素とした場合にも容易、且つ能率的に相互接続して組み立てることが可能となる。

さらに、電池モジュール１の組み立てに当たっては、先ず、前後位置の最下位に配置する第１および第２の外枠部７，８を組立用基台３７に仮固定して位置決めするので、この点からも、大型の円筒形電池２の組み込みを安定、且つ確実に行うことができる。

一方、円筒形電池２の各々の電池軸方向にある両端部を保持枠３により固定するのに際しては、各枠部４，７，８に形成された半円弧状の保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂのうちの各２つを円筒形電池２の外周面に対し両側から挟み込むように嵌め合わせるので、半円弧状の保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂを円筒形電池２の外形に対応した曲率半径を有する半円弧状に設定することができる。すなわち、従来の電池モジュールのように貫通孔に円筒形電池２を挿通させる構成では、貫通孔の径を円筒形電池２の径よりも僅かに大きく設定して容易に挿通させるための余裕を設ける必要があるが、これとは異なり、各２つの半円弧状の保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂを合体させることにより形成される貫通孔を円筒形電池２の外径とほぼ同一に設定することができる。そのため、この電池モジュール１では、大型の円筒形電池２であっても、この各円筒形電池２の電池軸方向の両端部を直方体の保持枠３でがたつきなく強固に固定して常に安定に保持できる高い堅牢性を備えた構造となる。

また、内枠部４の円筒形電池用固定孔４ｄ内で圧縮されている固定用ゴム栓４０は、その復元力により上下に相対向する各２個の円筒形電池２の外面に圧接して、振動や衝撃を受けたときの外力を吸収するよう作用する。そのため、各円筒形電池２は一層がたつきなく安定に保持される。

さらに、上記電池モジュール１は、メンテナンス時などにおいて一部の円筒形電池２に消耗または劣化が認められた場合、各固定ねじ３９を抜脱するだけで保持枠３を内枠部４と第１および第２の外枠部７，８に簡単に分解できるとともに、電池間接続板９にあるボルト１０を外すことにより個々の円筒形電池２を取り外すことができるので、必要な円筒形電池２のみを交換することができる。そのため、この電池モジュール１は、従来のように一部の電池が消耗または劣化しただけであるにも拘らず電池モジュール全体を交換する場合に比較して、ランニングコストを大幅に低減できる大きなメリットがある。

つぎに、前記電池モジュール１の細部について説明する。図７ないし図９は何れも組立状態の保持枠３のみを示したもので、図７は、上記電池モジュール１における手前側の保持枠３を手前側から見た斜視図であって、保持枠３の電池モジュール１における外面側を示したものであり、図８は上記電池モジュールにおける後方側の保持枠３を手前側から見た斜視図であって、保持枠３の電池モジュール１における内面側を示したものであり、図９は一部破断した斜視図である。

図８に示すように、内枠部４と第１および第２の外枠部７，８の内面側は、各保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂの周囲箇所に凹所が形成されているが、これら凹所は成形部品とするための肉抜きとして形成されているだけで、機能的には、各保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂを除く箇所を平面状に形成した場合と同様である。

一方、図７および図９に示すように、内枠部４と第１および第２の外枠部７，８の外面側は、これら各枠部４，７，８の保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂにおける半円弧状の中央部を除く部分が外表面から所定の段差ｄ１だけ内方に凹んだ凹所Ｎに形成されているとともに、図の左右方向において互いに隣接する各２つの保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂが、外表面から上記段差ｄ１よりも小さい段差ｄ２だけ内方に凹んだ位置で各保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂの配列方向に平行に延びる直線状の上下一対のガイド支持部４１によって連接されている。また、内枠部４における図７の左端（図９では右端）で上下に相対向する２つの保持受け部４ａ，４ａ間は、外表面から上記段差ｄ２だけ内方に凹んだ位置で上下方向に延びる直線状のガイド支持部４２によって連接されている。

図７の左端の左右方向において相対向するガイド支持部４２と内枠部４の保持立壁部４３との対面距離部Ｒは、図２で説明した電池間接続板９における接続部１２の一対の側辺１２ａ，１２ｂ間の幅とほぼ同じに設定されている。

したがって、上記保持枠３によって１０個の円筒形電池２を固定する際には、隣接する各２個の円筒形電池２に固着された電池間接続板９の接続部１２が上下で相対向する一対のガイド支持部４１の間に嵌め込まれるとともに、図７の左端の上下で隣接する２個の円筒形電池２に固着された電池間接続板９の接続部１２が上下方向に延びるガイド支持部４２と保持立壁部４３との間に嵌め込まれる。

ガイド支持部４１，４２の外表面からの段差ｄ２は、２枚の電池間接続板９にある各々の厚みとボルト１０のねじ部の高さとの総和よりも僅かに大きく設定されている。また、段差ｄ１と段差ｄ２の差（ｄ１−ｄ２）は、ボルト１０が螺合されるナット２３より飛び出したねじ部の高さよりも僅かに大きく設定されている。これにより、図１の電池モジュール１の平面図である図１１に示すように、各電池間接続板９、ボルト１０およびナット２３は、保持枠３内に包含されて、外部には全く突出しない。そのため、この電池モジュール１では、各円筒形電池２間の電気的短絡を防止するための絶縁手段を特に設ける必要がなくなる。

さらに、上記電池モジュール１の正面図である図１０に示すように、内枠部４と第１および第２の外枠部７，８とを相互に固定する固定ねじ３９のねじ部が挿通孔７ｅ，８ｅに連通する収納凹所７ｆ，８ｆ内に収納されている。そのため、この電池モジュール１を所要個数用いて電池パックを構成する際には、各電池間接続板９、ボルト１０およびナット２３が保持枠３内に包含されて直方体の一対の保持枠３から突出する部材が何ら存在しないことから、多数の電池モジュール１を縦横に配列した組み合わせで相互に固定することで容易に構成することができる。

また、電池モジュール１としては、各電池間接続板９が、上下で相対向する一対のガイド支持部４１の間およびガイド支持部４２と保持立壁部４３との間に嵌め込まれて位置を規制されるから、これによっても堅牢性が一層高い構造となり、大型の円筒形電池２を単電池として用いる場合に好適なものとなる。しかも、組立時には、隣接する各２枚の電池間接続板９の接続部１２を互いに重ね合わせて各々の連結用孔２２を合致させた位置決め状態に一層確実に保持することができ、ボルト１０をナット２３に螺合締結する際の作業性が向上する。

図１０に示すように、手前側の保持枠３では、左右方向の一つ置きのガイド支持部４１並びにガイド支持部４２および保持立壁部４３が電池間接続板９の支持用として使用されていない。一方、手前側の保持枠３を円筒形電池２の軸回りに回転させた配置で設けられる後方側の保持枠３では、左右方向における前方側において使用されていないガイド支持部４１，４２および保持立壁部４３が電池間接続板９の支持用として使用されている。すなわち、保持枠３の外側面には、左右方向において隣接する各２つの保持受け部４ａ，７ｂ，８ｂ間に全てガイド支持部４１が形成され、且つ左端の上下方向において隣接する保持受け部４ａ，４ａ間にガイド支持部４２および保持立壁部４３が形成されているので、同一形状の保持枠３を前後の両方に共用できる。ここで、１０個の円筒形電池２を図５に示した接続状態に接続する関係上、上述のように未使用の保持受け部４ａまたはガイド支持部４２および保持立壁部４３が生じるが、保持枠３としての機能上、何ら支障がない。

なお、上記実施の形態では、図６に示す両外枠部７，８の各々の内端面７ｄ，８ｄと内枠部４の内端面４ｃとが互いに当接する構成として、対応する各２つの半円弧状保持受け部７ｂ，４ａ、８ｂ，４ａによって円筒形電池２の外形に対応した円形の貫通孔を形成する場合を例示して説明したが、内枠部４と両外枠部７，８とは、各々の外端面４ｂ，７ｃ，８ｃ同士のみが当接するようにして、各々の内端面４ｃ，７ｄ，８ｄを図示よりも短く設定してこれらの間に隙間が生じる構成としてもよい。この場合には、固定ねじ３９の螺合締結時に各枠部４，７，８を僅かに弾性変形させて、各保持受け部４ａ、７ｂ，８ｂを円筒形電池２の外周面に密接させることができ、円筒形電池をより一層強固に保持することができる。

次に、本発明の保持枠の他の構成例や、保持受け部の他の形状例について、図１２〜図２５を参照して説明する。

図１２は、本発明の他の例における保持枠５０の構成を示す平面図である。保持枠５０は、外枠部５１、および外枠部５２により構成されており、それぞれの外枠部５１，５２は、円筒形電池２の外周面に当接する保持受け部７１，７２をそれぞれ有している。これら保持受け部７１，７２は、それぞれ円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径を有する半円弧状に形成されており、外枠部５１，５２が結合されて保持枠５０を構成した際に、円筒形電池２の外周面が保持受け部７１，７２に殆ど隙間無く嵌まり込む。また、外枠部５１と外枠部５２がズレなく結合されるように、外枠部５１における外枠部５２との結合部分に係合凸部６７が設けられ、外枠部５２における外枠部５１との結合部分に係合凸部６７に対応した形状の係合凹部６８が設けられている。

図１３（ａ），（ｂ）は、上記の外枠部５１，５２に加えて、内枠部５３を組み合わせて構成する保持枠５０の構成を示す平面図である。内枠部５３の両面には、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径を有する半円弧状の保持受け部７３が形成されており、内枠部５３の一方面側には結合用の係合凸部６７が設けられ、他方面側には係合凸部６７に対応した形状の係合凹部６８が設けられていることから、図１３（ａ）のように１つの内枠部５３と外枠部５１，５２とを結合して最大４個の円筒形電池２を保持できる保持枠５０を構成することや、図１３（ｂ）のように２つの内枠部５３と外枠部５１，５２とを結合して最大６個の円筒形電池２を保持できる保持枠５０を構成することが適宜選択できる。なお、図示した例に限らず、内枠部５３の数を適宜増やして所望の数の円筒形電池２を保持できる保持枠５０を自由に構成とすることが可能である。

次に、２つの外枠部５１，５２と１つの内枠部５３とを用いて保持枠５０を構成する際の結合方法の一例を図１４に示す。まず、一方の外枠部５１の係合凸部６７を内枠部５３の係合凹部６８に嵌め込むことにより、一方の外枠部５１と内枠部５３とをズレなく結合する。次に、内枠部５３の係合凸部６７を他方の外枠部５２の係合凹部６８に嵌め込むことにより、一方の外枠部５１と結合した内枠部５３と他方の外枠部５２とをズレなく結合する。そして、各枠部５１，５２，５３において枠部同士の連結方向に延びる面に、連結後の枠部の長さ（図の左右方向）に略相当する長さの連結体６５を当接させ、固定ねじ３９を、連結体６５の所定箇所に設けられた連結穴６５ａを介して外枠部５１，５２ならびに内枠部５３の所定箇所に設けられたねじ孔６４に螺合締結して、保持枠５０を固着する。なお、保持枠５０の固着方法としては、連結体６５を保持枠５０の何れか一方側の面に設ける方法だけでなく、保持枠５０の両面に設けて両面側において固定ねじ３９にて螺合締結する方法でも良い。また、曲げに対する強度を高めるために、連結体６５を断面Ｌ字形状としたり、連結体６５に補強リブを設けたりしても良い。

図１５に、保持枠５０を構成する際の結合方法の別の例を示す。図１５に示す保持枠５０は、外枠部５１ｇ，５２ｇと、内枠部５３ｇとから構成されている。これら外枠部５１ｇ，５２ｇならびに内枠部５３ｇのそれぞれの側辺に沿った方向において隣接する各２つの保持受け部７１ｇ，７２ｇ，７３ｇ間には係合凸部や係合凹部が設けられておらず、代わりに枠部同士の連結方向に延びる挿通孔６１，６２，６３がそれぞれ設けられ、一方の外枠部５１ｇと他方の外枠部５２ｇと内枠部５３ｇとが組み合わさった際に、各挿通孔６１，６２，６３が連接した一本の挿通孔となる。そして、連接した挿通孔に図中の矢印にて示す方向から棒ねじ８０を挿通させ、棒ねじ８０の先端をナットにて螺合締結することにより、保持枠５０が強固に結合される。また、図１５における挿通孔６１の左端に、インナーナット（図示せず）を設けて、棒ねじ８０の先端をこのインナーナットに螺合締結することにより保持枠５０を結合する構成してもよい。なお、棒ねじ８０の長さは、数種類を予め用意し、内枠部５３ｇの数に応じて変化する保持枠５０の長さ（図の左右方向）に応じたものを適宜使用することにより、所望の数の円筒形電池２を保持する保持枠５０を自由に設定することができる。

次に、保持受け部の各種変形例を示す。図１６に示す外枠部５１ａは、多角状の保持受け部７１ａが設けられた構成である。このように、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径と略一致する多角状の保持受け部７１ａを設けた構成とすると、保持受け部７１ａと円筒形電池２の外周面との間に僅かな隙間が生じることから、円筒形電池２を強固に保持しつつもその隙間を利用して充放電時の発熱を放熱することができる。また、保持受け部７１ａが多角状であることから、電池外周面の形状のばらつきにも比較的柔軟に対応して保持することができる。

図１７に示す外枠部５１ｂは、円筒形電池２の外周面に対応した曲率半径に略一致する円弧部８３と、直角部８４との組合せからなる保持受け部７１ｂが設けられた構成である。このような保持受け部７１ｂを設けることにより、円筒形電池２だけでなく角形電池を保持することが可能となり、また、円筒形電池２を保持する際には保持受け部７１ｂの直角部８４が放熱用の隙間として機能し、角形電池を保持する際には保持受け部７１ｂの円弧部８３が放熱用の隙間として機能する。

図１８に示す外枠部５１ｃは、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径と略一致する半円弧状の面に切欠き８１を備えた保持受け部７１ｃが設けられた構成である。このような保持受け部７１ｃによれば、円筒形電池２を保持した際に切欠き８１が放熱用の隙間として機能する。

図１９に示す外枠部５１ｄは、段差状の保持受け部７１ｄを備えた構成であり、この各段差の頂点を結んだ線が、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径と略一致する半円弧状となっている。このような段差状の保持受け部７１ｄによれば、円筒形電池２を保持した際に円筒形電池２の外周面と各段差との間にできる隙間が、放熱用の隙間として機能する。

図２０（ａ），（ｂ）に示す外枠部５１ｅは、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径と略一致する半円弧状の面に多数の空孔部６９を備えた保持受け部７１ｅが設けられた構成である。この保持受け部７１ｅは、内側の半円弧状面と外側の半円弧状面とからなる２層構造であり、内側の半円弧状面が円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径と略一致する形状となっており、内側の半円弧状面（保持受け部７１ｅ）と外側の半円弧状面との間に複数の通風路８２が設けられている。円筒形電池２の外周面に当接する内側の半円弧状面には多数の空孔部６９が設けられていることから、電池の充放電時に発生する熱がこれら空孔部６９から通風路８２を通じて放熱される。なお、空孔部６９の数やその配列パターンは、電池の発熱量に応じて適宜自由に設定することができる。

図２１に示す外枠部５１ｆは、櫛歯状の保持受け部７１ｆが設けられた構成であり、各櫛歯の頂点を結んだ線が、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径と略一致する半円弧状となっている。このような櫛歯状の保持受け部７１ｆによれば、円筒形電池２を強固に保持しつつも、各櫛歯間の隙間が放熱用の隙間として機能する。なお、上記に図示した例はいずれも一方の外枠部の構成についてのみ説明を行ったが、これら各外枠部５１ａ〜５１ｆにそれぞれ対応する他方の外枠部ならびに内枠部の保持受け部を、外枠部５１ａ〜５１ｆの保持受け部７１ａ〜７１ｆと同様の形状とすることができる。

また、図２２に示すように、外枠部５１ｈの保持受け部７１ｈに、多数の突起７１ｉを設けた構成としても良い。図２２に示す外枠部５１ｈにおいては、多数の突起７１ｉの各頂部同士を結んだ線が円筒形電池２の外周面に対応した曲率半径と略一致する半円弧状となっていることから、この保持枠５１ｈにて円筒形電池２を保持した際に、これら突起７１ｉの高さ分だけ円筒形電池２の外周面と保持受け部７１ｈとの間に隙間が生じることから、この隙間が充放電時に発生する熱の放熱用の隙間として機能する。なお、突起７１ｈの形状は、図示した円形状に限らず、多種多用な形状とすることが可能である。

図２３に、保持枠５０の別の構成を示す。図２３の保持枠５０は、円筒形電池２の外周面の半周以上に対応した曲率半径と略一致する形状の保持受け部７４が設けられた一方の外枠部５４と、円筒形電池２の外周面の半周以下に対応した曲率半径と略一致する形状の保持受け部７５が設けられた他方の外枠部５５とから構成されており、一方の外枠部５４と他方の外枠部５５とを結合した際に、互いに対向して結合された保持受け部７４，７５が円筒形電池２の外周面の全周に対応した曲率半径を有する円弧形状を形成する。外枠部５４，５５の結合は、外枠部５４に設けられた係合凸部６７を、外枠部５５に設けられた係合凹部６８に嵌め込むことによりなされる。このような構成によれば、保持受け部７４に嵌め込まれた円筒形電池２が保持枠５０の構成前に安定して保持されるので、保持枠５０の結合工程において円筒形電池２が所定位置からずれないように固定する固定手段を別に設ける必要がなくなるので、工程の簡素化と低コスト化が図れる。なお、図２３では外枠部５４，５５のみを用いた保持枠５０の構成を示したが、これに限らず、一方側に円筒形電池２の外周面の半周以下に対応した曲率半径と略一致する形状の保持受け部を備え、他方側に円筒形電池２の外周面の半周以上に対応した曲率半径と略一致する形状の保持受け部を備えた内枠部を用いれば、所望の数の円筒形電池２を保持することができる保持枠５０を用途に応じて自由に設定することが可能となる。また、これら外枠部５４，５５と内枠部との固着方法としては、図１４に図示した連結体６５による方法や、図１５に図示した棒ねじ８０による方法が可能である。

図２４〜図２６に、保持枠５０の更に別の例を示す。図２４に示す外枠部５６は、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径に略一致する円弧状部とこの円弧状部の両端部から円筒形電池２の略外形寸法まで延出した直線部とからなる保持受け部７６が設けられた構成である。この外枠部５６と結合して保持枠５０を構成するもう一方の外枠部５７は、図２５（ａ）に示すような平板状のものである。このような形状の外枠部５６，５７を用いれば、一方の外枠部５６にて円筒形電池２を保持することができるので、他方の外枠部５７の構成を簡素化してコストの低減を図れることに加えて、作業性の向上にも繋がる効果が得られる。また、図２５（ｂ）に示すように、円筒形電池２の外周面の略半周に対応した曲率半径に略一致する円弧状部とこの円弧状部の両端部から円筒形電池２の略外形寸法まで延出した直線部とからなる保持受け部７８が設けられた構成の内枠部５８を用いれば、外枠部５６，５７と組み合わせて所望の数の円筒形電池２を保持することができる保持枠５０を用途に応じて自由に設定することが可能となる。また、図２６に示すように、外枠部５６（内枠部５８）の保持受け部７６（７８）の直線部に、円筒形電池２を保持するための固定部６０を設けた構成とすると、この固定部６０により円筒形電池を安定して保持することができ、保持枠５０の結合工程時の作業性が向上する効果が得られる。なお、図２４〜図２６示した保持枠５０の結合方法としては、図１４に図示した連結体６５による方法や、図１５に図示した棒ねじ８０による方法が可能であることに加えて、接着剤、熱溶着、熱溶接、超音波溶接、締まりバネ等による多種多様な方法が可能である。

なお、図１２〜図２６の外枠部５１，５１ａ〜５１ｈ，５２，５４〜５７、及び内枠部５３，５８に設けられたねじ孔６４は、連結体６５を用いて保持枠５０を結合する際に固定ねじ３９が螺合締結されるためのねじ孔であり、外枠部５１，５１ａ〜５１ｈ，５２，５４〜５７に設けられた端子ねじ孔６６は、端子ねじ３４が螺合締結されるためのねじ孔である。また、外枠部５１，５１ａ〜５１ｈ，５２，５４〜５７、及び内枠部５３，５８の各所に設けられたインナーナット取付穴７０は、電池間接続板９同士を結合するボルト１０が螺合締結されるためのものである。さらには、図２３に示した外枠部５４，５５、ならびに図２４〜図２６に示した外枠部５６および内枠部５８の保持受け部７４，７５，７６，７８にあっても、図１６〜図２２に示したような各種形状の保持受け部５１ａ〜５１ｈと同様の形状とすることができる。

なお、本実施の形態において説明した保持枠の素材としては、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、金属材料、或いは、ポリエチレンテレフタレートを主原料にガラス繊維及びマイカ材を充填複合した熱可塑性ポリエステル系複合材料から選ばれる少なくとも一種を用いることも可能である。また、ゴム等の高分子材料からなる弾力性のある材料も素材として適用可能であるが、その際は１．５〜７．０ＭＰａ程度のヤング率を備えていることが望ましい。

また、上記の説明では円筒形電池２を用いた構成を主として説明しているが、これに限らず、各種の角筒形電池を用いてその外形寸法に対応した形状の保持受け部を備えた保持枠にて電池モジュール１を構成しても良い。また、上記の説明では電池モジュール１内の電池２を直列に接続した例を示しているが、用途に応じて並列に接続することも可能である。

この発明の電池モジュールは、各単電池における保持枠で保持される両端部を除く外面が外部に露出されているので、格段に高い放熱効果を得ることができ、また、保持枠を、
内枠部と２つの外枠部とに３分割された構成となっていることにより、大型の単電池であっても、これを保持枠の所定箇所に容易に組み込むことができ、しかも、保持枠は、内枠部と２つの外枠部が着脱自在に連結された構成を有しているから、容易に分解して消耗または劣化した単電池のみを取り替えることが可能である。また、本発明の電池モジュールの製造方法では、上述の顕著な効果を奏する電池モジュールを高い生産性で容易に製造することができる。

１ 電池モジュール
２，２Ａ，２Ｂ 円筒形電池
３ 保持枠
４ 内枠部
４ａ 保持受け部
４ｄ 円筒形電池用固定孔
４ｅ，４ｆ ねじ孔
７ 第１の外枠部
７ａ ねじ孔
７ｂ 保持受け部
８ 第２の外枠部
８ａ ねじ孔
８ｂ 保持受け部
９ 電池間接続板
１１ 溶接部
１２ 接続部
３７ 組立用基台
４０ 固定用ゴム栓
４１，４２ ガイド支持部
５０ 保持枠
５１，５１ａ〜５１ｇ，５２，５２ｇ，５４〜５７ 外枠部
５３，５３ｇ，５８ 内枠部
６５ 連結体
６７ 係合凸部
６８ 係合凹部
７１〜７８ 保持受け部
ｄ１，ｄ２ 段差
Ｎ 凹所

Claims (4)

1. 複数の円筒形電池の軸方向の両端部が、前記円筒形電池の一端側と他端側に配設された１対の保持枠によりそれぞれ狭持されてなる電池モジュールの製造方法であって、
   上辺にのみ所定個数の半円弧状保持受け部が形成された一方の外枠部２つを所定間隔隔てて配置し、これら２つの一方の外枠部の保持受け部上に円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分を嵌め込んで所定個数の円筒形電池を並置する工程と、
   上辺および下辺に所定個数の半円弧状保持受け部が形成された内枠部２つを、下辺側の保持受け部に前記円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分をそれぞれ嵌め込ませた状態で前記２つの一方の外枠部に当接させる工程と、
   隣接する各２個の円筒形電池を電池間接続板で電気的に接続する工程と、
   前記円筒形電池の一端側および他端側において前記２つの一方の外枠部と前記２つの内枠部とを固定ねじによりそれぞれ結合する工程と、
   前記２つの内枠部の上辺側の保持受け部上に円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分を嵌め込んで所定個数の円筒形電池を並置する工程と、
   下辺にのみ所定個数の半円弧状保持受け部が形成された他方の外枠部２つを、これら保持受け部に前記内枠部上の円筒形電池の一端部および他端部の各々の半分をそれぞれ嵌め込ませた状態で前記２つの内枠部に当接させる工程と、
   前記内枠部と他方の外枠部との間で隣接する各２個の円筒形電池を電池間接続板で電気的に接続する工程と、
   前記円筒形電池の一端側および他端側において前記２つの他方の外枠部と前記２つの内枠部とを固定ねじによりそれぞれ結合する工程とを有する電池モジュールの製造方法。
2. 組立工程に先立って、前記２つの一方の外枠部を所定間隔隔てて組立用基台状に配置してねじ結合により仮固定し、電池モジュールの組立完了後に前記組立用基台を取り外すようにした請求項１に記載の電池モジュールの製造方法。
3. 一方の外枠部に内枠部を被せる状態に当接させたのち、前記内枠部における相対向する各２つの保持受け部の各々の中央部間を貫通する各円筒形電池用固定孔に、この円筒形電池用固定孔の長さ寸法よりも長い形状を有する固定用ゴム栓をそれぞれ挿入して、この固定用ゴム栓の先端を前記円筒形電池の外面に当接させて前記円筒形電池を回り止めし、
   前記内枠部と２つの外枠部とをねじ結合により一体化して保持枠を形成して、前記固定用ゴム栓を、これの両端側の円筒形電池にある各々の外面でそれぞれ押圧させて前記円筒形電池用固定孔内で圧縮するようにした請求項１または２に記載の電池モジュールの製造方法。
4. 各円筒形電池の正側電極端子および負側電極端子に、一対の電池間接続板を、この電池間接続板の接続部が互いに反対方向に突出する配置または前記接続部が互いに直交方向に突出する配置で各々の溶接部を溶接して予め固着しておき、
   保持枠に前記円筒形電池を取り付けたのちに、互いに隣接する各２個の円筒形電池から互いに近接位置にある方向に突出している２枚の電池間接続板の接続部を重ね合わせてねじ結合して、隣接する各２個の円筒形電池を互いに電気的接続するようにした請求項１から３の何れかに記載の電池モジュールの製造方法。

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